Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розрахунок стабілізатора Uн=2,5 В
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Електронні прилади
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Аналогова схемотехніка
Група:
ЕЛ-42
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
ІТРЕ
Кафедра “Електронні прилади”
Курсова робота
з курсу “Аналогова схемотехніка”
На тему:
Розрахунок стабілізатора Uн=2,5 В
Вступ
Аналіз аналогових стабілізаторів, порівняння показників.
Основні типи стабілізаторів.
Обґрунтування вибору та опис схеми.
Розрахунок компонентів вибраної схеми.
Висновок
Список літератури
Вступ
Електроніка – галузь науки і техніки яка займається створенням і практичним використанням різних пристроїв та приладів, робота яких побудована на зміні концентрації та переміщенні заряджених частинок у вакуумі, газі або твердих кристалічних тілах. Електроніка знаходить все більш широке застосування майже в усіх галузях науки і техніки, що зумовлене високою чутливістю, швидкодією, універсальністю і малими габаритними розмірами електронних пристроїв.
Без електроніки було б неможливим застосування штучних супутників Землі та кібернетичних пристроїв, космічні дослідження, автоматизація виробничих процесів та наукових досліджень і багато інших досліджень науки і техніки.
Інтенсивний розвиток науки та техніки, успішне освоєння космосу та океанських глибин поставили перед електронікою нові завдання. Ці завдання пов’язані як з вдосконаленням сучасних галузей науки і техніки, так і з розвитком нових, у тому числі мікроелектроніки, що базується на досягненнях фізики, хімії, напівпровідникової техніки та інших.
Розвиток електроніки, яка є однією з прогресивних областей науки і техніки, сприяє розв’язку завдань фундаментальних наукових досліджень і прикладних проблем, безпосередньо пов’язаних з науково-технічним прогресом. За допомогою електронних систем здійснюється контроль, управління і регулювання різними виробничими процесами та пристроями, зміна електричних і неелектричних величин, відбір, обробка і передача інформації різноманітного значення. Більшість методів дослідження в різних галузях науки і техніки пов’язано з застосуванням електронного обладнання.
Сучасні засоби електроніки, зокрема, аналогової схемотехніки виконуються на базі напівпровідникових приладів у дискретному виконанні та на інтегральних мікросхемах. Інтеграція компонентів, які є основою мініатюризації електронних пристроїв, дозволила не лише суттєво зменшити габарити електронного обладнання та споживану ними потужність, але й визначила принципово новий етап в розвитку електроніки, який захоплює, як сферу проектування та технології, так і сферу науки.
Характерною особливістю сучасної схемотехніки є широка інтеграція попередньо майже не зв’язаних галузей науки та техніки, таких, як фізика твердого тіла, напівпровідникові прилади, мікроелектроніка, конструювання і технологія електронних пристроїв, теорія та проектування електронних кіл.
Електроніка все ширше впроваджується в різні галузі науки, техніки, виробництва і побуту. Тому швидкий розвиток і вдосконалення засобів та методів електроніки, насамперед аналогової схемотехніки є одним з найважливіших сучасних завдань.
Метою курсової роботи є закріплення теоретичного матеріалу з даної дисципліни та отримання навичок у розробці електронних принципових схем аналогових пристроїв.
В даній курсовій роботі проводиться аналіз пристроїв даного типу, обґрунтування вибору варіанту згідно завдання, розрахунок та вибір компонентів, створення, аналіз, та остаточний вибір схеми за допомогою комп’ютера.
Аналіз аналогових стабілізаторів, порівняння показників.
Стабілізатором напруги (струму) називається пристрій, що автоматично і з потрібною точністю підтримує напругу (струм) на навантаженні при зміні дестабілізуючих факторів в обумовлених межах.
Незважаючи на застосування згладжувальних фільтрів, напруга на опорі навантаження може змінюватись.
Для одержання необхідної величини постійної напруги на опорі навантаження застосовуються стабілізатори напруги. В залежності від місця їх включення в схему розрізняють стабілізатори напруги постійного і змінного струму. В першому випадку стабілізатор включають між випрямлячем і опором навантаження, в другому випадку між джерелом струму і випрямлячем.
Головні параметри, що характеризують стабілізатори:
Коефіцієнт стабілізації, що є відношенням відносної зміни напруги на вході до відносної зміни напруги на виході стабілізатора при постійному опорі навантаження. Коефіцієнти стабілізації по напрузі та струму:
де Uвх і Uвих – номінальна напруга на вході та виході стабілізатора; та - зміни напруги на вході та виході стабілізатора; Iвих – номінальний струм на виході стабілізатора. Коефіцієнти стабілізації служать основними критеріями для вибору раціональної схеми і оцінки її параметрів.
Вихідний опір, що характеризує зміну вихідної напруги при зміні струму навантаження і зміненій вхідній напрузі,
при
бажано, щоб Rвих був невеликої величини.
Коефіцієнт корисної дії, рівний відношенню потужності в навантаженні до номіналу вхідної потужності.
Дрейф (допустима нестабільність) вихідної напруги. Часовий і температурний дрейф характеризуються величиною відносної, або абсолютної зміни вихідної напруги за певний проміжок часу в певному інтервалі температур.
Основні типи стабілізаторів.
Існують два принципово різних методи стабілізації напруги: параметричний і компенсаційний.
В параметричних стабілізаторах використовуються елементи з нелінійною залежністю між струмом і напругою (нелінійною вольт амперною характеристикою). Такими елементами можуть бути електронні лампи, транзистори, іонні стабілітрони, дроселі та ін.
Принцип дії параметричних стабілізаторів полягає у зміні опору нелінійних елементів, що входять у їх схему, при зміні прикладеної до них напруги або протікаю чого через них струму. В результаті перерозподілу струмів і напруг між окремими компонентами схеми досягається стабілізація вихідної напруги і струму.
В параметричних стабілізаторах можуть використовуватись також кремнієві стабілітрони, варистори, терморезистори та деякі інші компоненти.
Схема одно каскадного стабілізатора (рис.1) складається з джерела Uвх, резистора R1, кремнієвого стабілітрона і опору навантаження Rн. На ВАХ стабілітрона включеного під зворотню напругу, є ділянка на якій при зміні струму величина напруги залишається постійною (ділянка зворотного пробою). В зв’язку з цим при зміні Uвх, або Rн, у визначених границях вихідна напруга мало змінюється, оскільки в схемі постійно проходить перерозподіл вхідної напруги між опором закриття і внутрішнім опором стабілітрона.
Такому типу стабілізаторів властиві певні недоліки. Вони ефективно лише при умові, що струм навантаження менший від струму стабілітрона. Цей недолік можна усунути застосовуючи двокаскадні стабілізатори, в яких вихід одного каскаду з’єднується з входом іншого, але це призводить до зменшення ККД стабілізатора. Суттєвий вплив на роботу схеми має те, що більшість кремнієвих стабілітронів мають додатній температурний коефіцієнт напруги стабілізації.
З метою термокомпенсації послідовно з основним стабілізатором, який працює при зворотній напрузі, включають додаткові діоди. Але в цьому випадку різко знижується стабілізуюча дія схеми.
Все це обумовлює використання параметричних стабілізаторів напруги на кремнієвих стабілітронах тільки при великих струмах навантаження.
Компенсаційний метод стабілізації здійснюється на принципі автоматичного регулювання вихідної напруги.
В компенсаційних стабілізаторах відбувається порівняння фактичної величини вхідної напруги з її заданою величиною і, в залежності від величини і знаку неузгодження між ними, автоматично здійснюється коректуючи дія на елементи стабілізатора, що направлена на зменшення цього неузгодження.
Схеми компенсаційних стабілізаторів постійної напруги бувають послідовного і паралельного типу (рис.2; рис.3). Основними елементами таких стабілізаторів є:
джерело опорної (еталонної) напруги (Е);
порівнювальний і підсилювальний елемент (ПП);
регулювальний елемент (РЕ).
Відмінність приведених схем полягає в тому, що в послідовних стабілізаторах напруга на регулюючому елементі зростає при збільшенні напруги на навантаженні, а струм приблизно дорівнює струмові навантаження. В паралельних стабілізаторах напруга на регулюючому елементі не залежить від вхідної напруги, а струм знаходиться в прямій залежності від напруги на навантаженні.
Стабілізатори паралельного типу мають невисокий ККД і їх майже не застосовують.
На рис.4 приведена схема послідовного транзисторного стабілізатора з підсилювачем в колі зворотного зв’язку, що відрізняється більш високим коефіцієнтом стабілізації. В даній схемі транзистор VT2 є одночасно порівняльним і підсилювальним елементом, а транзистор VT1 виконує функцію регулювального елемента.
Напруга між базою і емітером транзистора VT2 дорівнює різниці напруг Uоп і UR2. Якщо з будь-якої причини напруга на навантаженні зросте, то збільшиться напруга UR2, яка прикладена в прямому напрямку до емітерного переходу транзистора VT2. Внаслідок цього збільшиться емітерний і колекторний струми цього транзистора. Проходячи через резистор R1 колекторний струм транзистора VT2 створить на ньому спад напруги, який за своєю полярністю є зворотнім для емітерного переходу транзистора VT1. Емітерний і колекторний струми цього транзистора зменшаться, що приведе до відновлення номінальної напруги на навантаженні. Аналогічно можна прослідкувати зміну струмів при зменшенні напруги на навантаженні.
Коефіцієнт стабілізації схеми визначається за формулою:
де - коефіцієнт підсилення підсилювача постійного струму на транзисторі VT2.
- число, що показує, у скільки разів напруга UR2 є меншою від напруги Uвих.
Коефіцієнт стабілізації схеми збільшується, а вхідний опір зменшується при збільшенні коефіцієнта підсилення підсилювача .
Величину , наближено, можна знайти за формулою:
де - коефіцієнт підсилення по струму транзистора VT2,
Rвх2 – вхідний опір транзистора VT2. Отже для покращення роботи стабілізатора необхідно вибрати транзистор підсилювального каскаду з високим коефіцієнтом підсилення, а в коло колектора цього транзистора включати високоомний резистор R1.
Обґрунтування вибору та опис схеми.
Аналіз вищенаведеного дозволяє зробити висновок, що найбільш відповідає умовам даної роботи компенсаційний стабілізатор послідовного типу.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора